입출력 시스템 - I/O Mechanisms, I/O Services of OS

I/O System (HW)

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I/O Mechanisms

• How to send data between processor and I/O device

 

1. Processor controlled memory access

• Polling (Programmed I/O)
• Interrupt

2. Direct Memory Access (DMA)

 

 

Polling (Programmed I/O)

• Processor가 주기적으로 I/O 장치의 상태 확인
  • 모든 I/O 장치를 순환하면 확인
  • 전송 준비 및 전송 상태 등
• 장점
  • Simple
  • I/O 장치가 빠르고, 데이터 전송이 잦은 경우 효율적
• 단점
  • Processor의 부담이 큼
  • Pooling overhead (I/O device가 느린 경우)

 

Interrupt

• I/O 장치가 작업을 완료한 후, 자신의 상태를 Processor에게 전달
  • Interrupt 발생 시, Processor는 데이터 전송 수행

• 장점
  • Pooling 대비 low overhead
  • 불규칙적인 요청 처리에 적합
• 단점
  •  Interrupt handling overhead

 

Direct Memory Access (DMA)

• Processor controlled memory access 방법
  • Processor가 모든 데이터 전송을 처리해야 함
  • High overhead for the processor
• Direct Memory Access
  • I/O 장치와 Memory 사이의 데이터 전송을 Processor 개입없이 수행

• Processor는 데이터 전송의 시작/종료 만 관여

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I/O Services of OS

• OS Supports for better I/O performance

• I/O Scheduling
  • 입출력 요청에 대한 처리 순서 결정
    • 시스템의 전반적 성능 향상
    • Process의 요구에 대한 공평한 처리
  • E.g., Disk I/O scheduling
• Error handling
  • 입출력 중 발생하는 오류 처리
  • E.g., disk access fail, network communication error 등
• I/O device information managements
• Buffering
  
  • I/O 장치와 Program 사이에 전송되는 데이터를 Buffer에 임시 저장
  • 전송 속도 (or 처리 단위) 차이 문제 해결

• Caching
  • 자주 사용하는 데이터를 미리 복사해 둠
  • Cache hit시 I/O를 생략 할 수 있음
• Spooling
  • 한 I/O 장치에 여러 Program이 요청을 보낼 시, 출력이 섞이지 않도록 하는 기법
    • 각 Program에 대응하는 disk file에 기록 (spooling)
    • Spooling이 완료 되면, spool을 한번에 하나씩 I/O 장치로 전송

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강의

www.youtube.com/watch?v=CtOggyroUeA&list=PLBrGAFAIyf5rby7QylRc6JxU5lzQ9c4tN&index=43